| 研究実績の概要 |
本研究はT2K長基線ニュートリノ振動実験におけるニュートリノ-原子核反応断面積の不定性による系統誤差の抑制を目指し, 新たに開発した3次元格子上構造を持つ水標的検出器WAGASCIを用いたニュートリノ反応断面積の精密測定を目標としている. また炭化水素標的に対する反応断面積測定及び最下流でのミューオン検出のために, T2Kの既存検出器であるProton Module及びINGRIDをそれぞれ用いている.
2018年度の5月に, 2017年10月よりJ-PARCで継続していた反ニュートリノビームデータの取得を終了し, 約95%の収集効率で安定な運転を達成した. その後はデータ解析へ移行し, 反ニュートリノ候補事象の選択手法を確立した. WAGASCIとProton Moduleでそれぞれ約2000の反ニュートリノ候補事象を再構成することに成功した. 2018年10月には系統誤差の見積もりも含めた解析結果を提出し, T2K反応断面積測定グループを交えた協議を経て, 2019年3月に結果を公式なものとした. ニュートリノ反応断面積測定ではニュートリノフラックスの不定性を要因とする系統誤差が約10%と支配的であるが, 水と炭化水素に対するニュートリノ反応断面積の比をとることでこれを約1%へと抑制することができた. 反ニュートリノビームを用いた水と炭化水素標的に対するニュートリノ反応断面積比についてはT2Kで初の測定結果である. 各標的に対する断面積及び断面積比の測定結果は理論の予想と統計・系統誤差の範囲で一致しており, T2Kニュートリノ振動解析に用いられている原子核反応モデルの信頼性を確認した.
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